自然场景下基于数据增强的人脸表情识别研究进展与趋势

由于自然场景下的人脸表情存在光照、姿态、种族、性别等因素的影响,人脸表情图像数据集的多样性才是能够保障自然场景下的人脸表情识别的性能高效提升的关键.基于自然场景下的人脸图像数据增强的方法,通过增加人脸表情数据集的多样性,提升在自然场景下人脸表情识别的精确度.对最近人脸表情识别的数据增强方法进行了总结和分析,并对在自然场景下人脸表情识别数据增强的发展趋势进行了展望.     

基于区域块LBP特征的人脸表情识别

人脸表情识别是模式识别与人工智能领域的研究热点之一,针对传统LBP方法的不足,提出了一种基于区域块LBP的人脸表情识别方法:先在人脸面部分割出与表情相关的眉毛、眼睛、鼻子和嘴巴等关键区域;再从这些关键表情区域提取表情特征,避免了在整个面部提取特征耗时的缺陷,同时有效地降低了特征维数;最后利用最近邻分类器给出识别结果,通过实验验证了本文算法在识别性能和时间性能上的优势.     

三维人脸表情识别研究与进展

随着人机交互与情感计算的快速发展,人脸表情识别已经成为研究热点.二维人脸表情图像对于姿态变化与光照变化不具备鲁棒性,为了解决这些问题,研究者们使用三维人脸表情数据进行表情分析研究.本文在前人工作的基础上,对三维人脸表情识别中的对齐与跟踪、表情数据库、特征提取等方面进行综述.指出人脸表情识别的热点与趋势以及存在的局限,并对未来发展进行了展望.     

人脸表情识别综述

作为生物特征识别与情感计算领域的一个极富挑战性的交叉课题,人脸表情自动识别技术在各种应用的推动下发展很快,但鲁棒的自动人脸表情识别系统至今尚未建立.人脸表情识别的3个关键环节是人脸检测(定位)、脸部表情特征提取和人脸表情的情感分类.目前上述环节上均取得了重要进展.本文就这三方面分别进行了分类总结。     

表情识别中的粒子群检测与分割方法

结合粒子群优化算法,提出了一种对人脸进行精确检测与分割的方法,以提高表情识别的准确率。通过肤色分割得到大致的人脸轮廓;通过粒子群优化检测到人脸的精确位置。利用精确的人脸进行PCA降维和特征提取后可进行表情识别。实验结果表明,此方法很好的排除了干扰因素,提高了表情识别的准确率,尤其对于某些单表情效果极佳。     

基于多尺度特征选择网络的人脸表情识别

首先, 针对人脸表情识别问题提出一种新的多尺度特征选择网络识别方法, 该网络充分结合多尺度网络结构和特征选择结构的优点, 能更有效地提取面部静态图像中的空间信息. 其次, 为验证本文提出的多尺度特征选择网络的识别性能和泛化能力, 在两个经典的人脸表情识别数据集上与一些常用的方法进行对比和交叉验证实验. 实验结果表明, 该网络取得了更好的识别效果, 并且具有良好的泛化能力, 可以灵活地嵌入到人脸表情识别分析系统中.     

NMF在人脸表情识别中的应用

文章将NMF分解用于提取人脸表情子空间特征,并进行人脸表情识别。将人脸图像在特征脸空间上投影,得到的投影系数作为识别人脸表情的特征向量,采用K近邻分类器进行人脸表情识别。     

参考中性表情的人脸表情识别

为充分利用视频中人脸表情与中性表情的差异,提出了一种新的对非特定人脸的表情识别方法.该方法针对低复杂度的视频表情识别应用场景,利用参考中性表情的特征点偏移角表征被测表情的变化信息,同时利用二维主成分分析(2DPCA)法提取被测表情帧的二维主成分特征,从而综合使用表情的动态和静态特征,并使用支持向量机分类器进行表情分类识别.在JAFFE人脸表情库上的实验结果表明,相对于仅使用2DPCA的静态图像表情识别方法,文中所提方法的人脸表情识别准确率平均提高7%.     

基于粗糙集理论的表情识别研究

包括情感计算和情感识别在内,以人为中心,对人的情感和认知的研究是目前人工智能领域的一个热点研究方向.以粗糙集理论为基础,研究了粗糙集属性约简算法,并把粗糙集属性约简算法作为一种人脸表情识别系统的特征选择方法,对人脸表情识别的重要特征进行研究,并提出了一种RS+SVM的人脸表情识别方法.仿真实验结果表明,粗糙集属性约简算法能发现人脸表情的重要特征,并基于这些特征可以得到很好的表情识别结果.     

基于深度学习的人脸表情识别研究与应用

人脸面部表情是人机交互和非言语交际的有效方式,对面部表情进行识别并分析,可以获取很多信息,在安全监控、人工智能、军警、心理学等领域有着许多不同的应用。本研究基于深度学习对人脸表情识别进行深入研究,采用Open CV内置算法进行人脸检测,利用卷积神经网络进行面部表情识别,实现对人脸最基本的7种表情包括愤怒、厌恶、恐惧、快乐、悲伤、惊讶和中立分别进行识别。与传统的人脸表情识别方法相比较,卷积神经网络的识别精度高,训练参数少,在面部表情特征表现明显的情况下,对7种表情的识别精度都能超过70%以上。     

优化算法在人脸表情识别中的应用研究

在人脸表情识别任务中,适用的优化算法可以有效地提高表情识别的效率。针对人脸表情识别任务中的优化算法选择问题,比较研究了SGD、Momentum以及Adagrad、Adadelta、Adam 3种自适应学习率方法在人脸表情识别任务上的表现。特别是为了检验结果的可靠性,采用相同方法在MNIST数据集上进行手写数字识别测试。实验结果显示,在人脸表情识别与其他任务中,自适应学习率方法和动量法性能优于SGD方法,且自适应学习率方法在提高模型准确率上更为突出,Adadelta在表情识别和手写数字识别任务上的准确率达到了96.12%和99%。研究表明,在人脸表情识别任务中,自适应学习率的优化算法具有明显优势。     

基于遗传算法进化的数字图像处理

人脸表情识别是目前数字图像处理领域比较活跃的研究课题。本文提出一种采用遗传算法进化的支持向量机对人脸表情进行分类的新型算法。先提取静态人脸表情特征,然后采用遗传算法自动选择最优的支持向量机核函数,最后采用这种新型分类器进行了人脸表情的分类和识别。在Yale人脸表情库上进行了测试人不参与训练的仿真实验,并与最近邻分类器进行比较,提出的方法取得了更好的识别结果。     

基于肤色区域相关过滤的人脸定位

在人脸识别和表情识别研究中,人脸位置的定位起着十分重要的作用.对由图像获取设备的含有人脸的图像进行预处理后,提出了肤色区域相关过滤投影的方法实现了人脸区域的定位,实验表明所提出定位方法的有效性,通过试验对人脸有部分遮挡和偏转的图像也取得了较好的效果.     

基于GAN改进的人脸表情识别算法及应用

针对传统人脸表情识别算法存在的特征提取能力差、 识别率低和误分类率较高等问题, 提出一种基于生成对抗网络(GAN)改进的人脸表情识别算法. 利用生成对抗网络的博弈思想, 分别设计特征提取器、 特征合成器和判别器, 通过判别器与特征提取器之间的对抗训练, 不断增强特征提取器提取特征的能力和分类器对人脸表情识别的准确率, 并将其应用在工作人员工作状态智能监测中, 根据表情识别结果判断工作状态, 从而合理分配实验室资源, 提高实验室资源利用率. 改进算法在CK+数据集上多次实验的结果表明： 该算法有较高的鲁棒性, 能有效提高人脸表情识别率.     

基于SVM的人脸表情识别

以人脸表情视频序列为研究对象,介绍了人脸表情识别的一般过程,给出了基于SVM的人脸表情识别方法,讨论了面部表情强度度量方法。通过分析人脸表情的变化,在L-K光流算法基础上应用修正的特征点跟踪方法提取面部特征信息,使用SVM建立人脸表情模型和强度模型,进行表情识别,并对高兴表情进行强度等级分类。实验结果证明了提出方法的有效性。     

基于视频图像的面部表情识别研究综述

面部表情识别是机器理解人类情感的前提,是改善人机交互关系的关键。首先,按照视频图像中面部表情识别的流程,综述了表情识别的3个阶段:人脸检测、表情特征提取、表情分类。重点介绍了表情特征提取和表情分类中所采用算法的原理、优缺点及应用场合,并给出了部分算法的识别率对比结果。其次,对人机交互中的微表情识别及表情识别的鲁棒性研究也做了介绍。最后总结了面部表情识别研究中存在的问题及难点,探讨了该领域值得进一步研究的问题。     

基于粗糙集理论的表情识别研究

包括情感计算和情感识别在内,以人为中心,对人的情感和认知的研究是目前人工智能领域的一个热点研究方向。以粗糙集理论为基础,研究了粗糙集属性约简算法,并把粗糙集属性约简算法作为一种人脸表情识别系统的特征选择方法,对人脸表情识别的重要特征进行研究,并提出了一种RS+SVM的人脸表情识别方法。仿真实验结果表明,粗糙集属性约简算法能发现人脸表情的重要特征,并基于这些特征可以得到很好的表情识别结果。     

基于SKLLE和SVM 的人脸表情识别

为有效提取人脸表情图像特征并降低特征向量维数,该文提出一种基于监督核局部线性嵌入(Supervised Kernel Locally Linear Embedding,SKLLE)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)相结合的降维和分类方法.利用人脸表情图像数据本身的非线性流形结构信息和标签信息实现维数约简,提取低维嵌入特征用于人脸表情识别,采用支持向量机代替传统的K近邻分类器.基于JAFFE人脸表情图像库和Cohn-Kanade人脸表情数据库的实验结果表明,该方法可以很好地实现维数约简,达到较高的识别率,有效地提高了人脸表情识别的性能.     

基于LBP和SVM的人脸表情识别系统的设计与实现

采用一种计算简单快速的LBP特征与SVM进行决策表情分类的方式实现了人脸表情判别在视频方面的应用。首先获取视频流中的图像并进行预处理以减小环境等外部因素对后续处理的影响。其次,使用LBP算子检测人脸并返回人脸区域。然后,使用一系列标定好的人脸图片作为训练集,通过多级级联的回归树模型训练人脸68个关键点模型,预测并标记人脸68个关键点,分别记录下每种表情的人脸特征点的位置信息即表情特征。最后,利用SVM训练表情识别模型,对于基本的7种表情即生气、厌烦、恐惧、开心、平常、伤心、惊讶进行分类。系统界面友好,操作简单,功能完善,性能优越。     

基于改进LTP算子和稀疏表示的人脸表情识别

为了提高实际应用中的人脸表情识别率,本文提出了改进局部三值模式算法(ILTP),并结合稀疏表达分类器(SRC)组成新的算法应用于人脸表情识别.该算法首先利用ILTP算法对人脸表情图像进行特征提取,然后将得到的图像顶层特征数据和图像底层特征数据作为SRC的输入,从而完成人脸表情分类.基于JAFFE数据的实验结果表明:改进算法的人脸表情识别率达70.48%,具有较高的可行性.